Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Hasil Pencarian

Ditemukan 9 dokumen yang sesuai dengan query
cover
Bambang Prihandoko
Abstrak :
Komposit elektrolit dibuat dalam bentuk plat sebagai komponen sel baterai lithium. Komposit elektrolit ini bermatrik soda lime silica atau windows glasses dan menggunakan filler LTAP ( Lithium Titanium Aluminum Phosphate ). Tetapi tahap pertama dilakukan pembuatan gelas konduktif dengan mencampurkan soda lime silica dan Li2O dalam variasi penambahan. Kemudian komposit dibuat dengan menvariasikan filler LTAP dari 0%wt sampai 80%wt. Pembuatan plat komposit dilakukan dengan metoda sheet cating atau press yang menggunakan hydraulic press. Sampel dibuat pada ukuran 2cmx2cm dengan tebal hamper 1 mm. Sampel selanjutkan dipanaskan pada suhu di atas Tg soda lime silica, yaitu 6000C selama 1 jam, sehingga matrik melembek dan berfungsi sebagai perekat. Plat komposit kemudian didinginkan cepat ( quenching ) dengan nitrogen cair pada suhu -1000C. Sampel dikarakterisasi dengan XRD, SEM-EDX, konduktifitas, mikro hardness, porositas dan densitas. Komposisi matrik terbaik adalah 92,5%wt soda lime silica dan 7,5%wt Li2O. Dan komposisi komposit terbaik adalah 75%wt LTAP dan 25%wt soda lime silica. Porositasnya mencapai 40%. Analisa SEM menunjukan bahwa soda lime silica dapat berfungsi sebagai lem. Analisa XRD menyatakan bahwa LTAP tidak bereaksi dan soda lime silica tidak berubah dan tetap berstruktur amorf. Konduktifitas ioniknya berada di sekitar 10-7 S/cm akibat banyaknya pori. Pada pengujian performance, komposit memberikan respon yang baik dengan bahan elektroda grafit dan LiMn2O4 dalam pengujian impedansi EIS. Komposit LTAP dan soda lime silica dapat digunakan sebagai lembaran elektrolit. ......The composite electrolyte materials had make in the plat form as a component of lithium battery. The composite has a matrix of soda lime silica ( window glasses ) and a filler of (Lithium Titanium Aluminum Phosphate ). But the first step is to make conductive glasses with a mixing material of soda lime silica and variation composition Li2O. Then the composition of composite has a variation of LTAP filler from 0% wt to 80% wt. Composite plate had form with press method of sheet casting or hydraulic press. Then plate sample has sinter on the temperature above Tg, namely 6000C, so that the matrix can use as glue. After sintering of 1 hour plate quenched with nitrogen liquid on temperature of ? 1000C. The samples are 2 cm x 2 cm with thickness of 1 mm. The samples have analyzer with XRD, SEM-EDX, EIS, micro hardness, porosity and density. The best composition of conductive glasses is 92.5%wt of soda lime silica and 7.5% wt of Li2O. And the best composition of composite is 75%wt LTAP and 25%wt soda lime silica. The porosity of plat composite is ca. 40%. SEM analysis has that soda lime silica can to function as glue on the composite. XRD analysis has that LTAP don?t react with soda lime silica and soda lime silica don?t change and has the same structure as amorphous. The ionic conductivity of plat composite is ca.10-7 S/cm. In the test of electrolyte performance, the composite give a good respond with the electrode materials of graphite and LiMn2O4 in the EIS test. The composite can a good function as electrolyte.
Depok: Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 2008
D1214
UI - Disertasi Open  Universitas Indonesia Library
cover
Donanta Dhaneswara
Abstrak :
Material SBA-15 merupakan salah satu material mesopori dengan ukuran pori antara 2-50 nm. Material ini dapat diaplikasikan dalam berbagai penggunaan seperti dalam proses adsorpsi, katalis, filtrasi dan membran. Proses sintesis material SBA-15 dilakukan melalui jalur sol-gel. Bahan dasar yang digunakan ialah tetraethylorthosilicate (TEOS, Si(OC2H5)4) sebagai prekursor (sumber atom Si), surfaktan kopolimer triblok Pluronik P123 (EO20PO20EO20) sabagai cetakan/template dan air yang nanti akan bereaksi dengan TEOS. Kemudian ditambahkan juga bahan aditif yaitu etanol sebagi pelarut antara air dan TEOS dan HCI sebagai katalis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh peningkatan konsentrasi surfaktan terhadap karakteristik pori material mesopori SBA-15, serta memprediksi luas spesifik permukaan material SBA-15 sehlngga bisa diketahui nilai optimum penambahan konsentrasi sulfaktan terhadap luas spesifik permukaan. Variasi peningkatan konsentrasi surfaktan mulai dari 0,007 M hingga 0,066 M, sedangkan konsentrasi TEOS, air, etanol dan HCI dibuat tetap. Proses sintesis material SBA-15 terjadi dalam dua tahap yaitu proses pembentukan gel dan kemudian dilanjutkan dengan proses kalsinasi (400°C). Material SBA-15 kemudian dikarakterisasi dengan particle size; picnometer; SAXD, Adsorpsi-Desorpsi N2, SEM EDS, AFM, FESEM dan TEM. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi surfaktan tidak mempengaruhi struktur Kristal SBA-15, tetapi semakin tinggi konsentrasi surfaktan akan menurunkan derajat kristalisasi dari struktur heksagonal seperti terlihat dari hasil SAXD. Hasil pengujian luas spesifk permukan dengan adsorpsi-desorpsi N2 memperlihatkan peningkatan luas spesifik permukaan dari 482,20 m²/g menjadi 746,70 m²/g, dengan persentase kenaikan sebesar 54%. Peningkatan luas spesifik permukaan tersebut secara umum disebabkan oleh terbentuknya pori utama. Dengan metode perhitungan luas spesifik permukaan teoritis, diprediksi bahwa konsentrasi surfaktan optimum adalah sebesar 0,054 M, dimana nilai eksperimental luas spesifik permukaannya memiliki kesesuaian dengan nilai teoritis. Pada konsentrasi ini diperkirakan sebagai kontribusi maksimum dari pori utama. Pada konsentrasi surfaktan sebesar 0, 060 M dan 0,066 M dengan persentase kenaikan 11,11% dan 22,20% dari konsentrasi surfaktan 0,054 M akan lerjadi peningkatan luas spesifik permukaan dari 598,50 m²/g menjadi 702,10 m²/g dan 746,70 m²/g dengan persentase kenaikan 17,30% dan 24, 76%. Peningkatan luas spesifik permukaan ini bukan Iagi disebabkan oleh terbentuknya pori utama, melainkan pori antar dinding (intrawall pores). Pori intrawall tersebut terbentuk akibat kecenderungan kemampuan self assembly dari surfaktan pada daerah di antara pori-pori utama.
SBA-15 belongs to mesoporous material having pore size ranging from 2 to 50 nm. This material can be applied in many application such as in adsoption process, catalist, filtration and membrane. SBA-15 was synthesized via sol-gel technique from tetraethylorthosilicate (TEOS, Si(OC2H5)4) as Si source/precursor surfactant triblok copolimer Pluronik P123 (EO20PO70EO20) and water which will react with TEOS. To enhance dissolution of TEOS in water; ethanol and HCl catalyst were added. This study was focused on the effect of surfactant concentration on the pore characteristics and optimization of the specific surface area of SBA-15. Surfactant concentration was varied from 0.007 to 0.066 M while TEOS, water, ethanol and HCl concentration were held constant. The synthesis was divided into two stage i.e gel formation and calcination at 400°C. Characterization of the product was performed using particle sizer; picnometer, SAXD, N2 adsorption-desorption, SEM, EDS, AFM, FESEM and TEM. The SAXD result shows that surfactant concentration can not effect crystal formation, but it will decrease the degree of hexagonal crystal formation. Measurement of specific surface area using N2 adsorption-desorption technique indicates an increase from 482.20 m²/g became 746.70 m²/g which in percentage was 54%. This increasing of specific surface area were mainly caused by main pore formation. It was theoritically calculated that optimum surfactant concentration was 0,054 M where the experimental value of specific surface area was close to its theoritical one. This concentration is considered the maximum specific surface area which is contributed by the main pores. In surfactant concentration 0.060 M and 0.066 M where in percentage are 11.11% and 22.20% from surfactant concentration 0.064 M, the specific surface area from 598.50 m²/g will increase became 702.10 m²/g and 746.70 m²/g, which are 17.30% and 24, 76% respectively. This increasing of specific surface area are not caused by main pore formation, but it was contribution of intrawall pores. These intrawall pores were formed as a result of surfactant tendency for self assembly in areas between the main pores.
Depok: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia, 2006
D1223
UI - Disertasi Membership  Universitas Indonesia Library
cover
Yohan
Abstrak :
Krisis energi yang sedang melanda dunia akibat sudah semakin Iangkanya persediaan bahan bakar minyak perlu diantisipasi salah satu di antaranya dengan langkah diversifikasi energi khususnya yang ramah lingkungan. Sel bahan bakar (fuel cell) merupakan sel elektrokimia yang mengkonversikan energi kimia secara langsung menjadi energi Iistrik. Alat ini dipandang sangat menguntungkan mengingat efisiensi konversinya yang cukup tinggi, menggunakan bahan bakar yang dapat diperbaharui, dan yang lebih penting cara kerja alat ini secara keseluruhan tidak menghasilkan bahan-bahan yang membahayakan Iingkungan. Salah satu jenis sel bahan bakar adalah polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) dan direct methanol fuel cells (DMFC). Selama operasinya kedua sel bahan bakar ini menggunakan polimer sebagai membran elektrolit. Membran berfungsi untuk memisahkan reaktan dan sebagai sarana transportasi ion hidrogen. Saat ini membran yang digunakan adalah Nafion. Kemampuan nafion untuk melaksanakan dua fungsi tersebut sudah terbukti sangat baik, namun untuk mengembangkan PEMFC lebih lanjut, penggunaan bahan ini secara tekno-ekonomi menjadi sangat mahal dan kurang efisien. akibat masih adanya bahan bakar yang ikut terlewatkan ke ruang katoda (khusus untuk DMFC). Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian untuk mendapatkan membran alternatif yang efisien dan ekonomis. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan bahan alternatif membran penghantar proton. Penelitian dilakukan dengan cara membuat Iembaran membran elektrolit polimer meialui proses pencangkokan radiasi gugus fungsi hidrofilik suatu monomer atau gugus fungsi hidrofobik monomer Iain pada rantai dasar suatu polimerikopolimer hidrofobik. Selanjutnya melalui proses sulfonasi diperoleh gugus sulfonat yang mengubah bahan hidrofob menjadi hidrofil sehingga dapat digunakan untuk menghantarkan ion. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah polimer/ hidrokarbon seperti LLDPE, HDPE, dan PP yang mudah dijumpai serta fluoropolimer seperti PTFE, ETFE, dan cPTFE yaitu suatu PTFE yang telah dikondisikan agar berikatan silang. Sedangkan monomernya adalah asam akrilat dan stirena. Pada teknik pencangkokan iradiasi awal, mula-mula film polimer/ kopolimer diiradiasi terlebih dahulu ?untuk mendapatkan radikal polimer/ kopolimer kemudian dicangkok dengan monomer. Beberapa variabel dipelajari, di antaranya matriks film awal, dosis dan laju dosis radiasi, jenis dan konsentrasi monomer, jenis pelarut, suhu dan waktu pencangkokan, serta kondisi sulfonasi. Juga dipelajari karakterisasi membran yang dihasilkan serta kemungkinan aplikasinya yang bisa didayagunakan dari membran. Dari hasil penelitian diperoleh kondisi pembuatan membran yang optimum. Kondisi optimum pembuatan membran dengan matriks film polimer hidrokarbon adalah dosis radiasi 45 kGy, Iaju dosis 7 kGy/jam, monomer asam akrilat 40% volume, suhu dan waktu pencangkokan masing-masing 70°C dan 90 menit. Sedangkan kondisi optimum pembuatan membran 70°C dan 90 menit. Sedangkan kondisi optimum pembuatan membran dengan matriks film fluoropolimer adalah dosis radiasi 10 kGy, laju dosis 1,9 kGy/jam, monomer stirena 40% volume dengan pelarut 2-propanol, waktu pencangkokan 4 jam dan suhu pencangkokan 70°C. Kondisi sulfonasi optimum diperoleh pada konsentrasi asam klorosulfonat 1.25% volume, suhu percobaan secara bertahap mula-mula 40°C kemudian dilakukan pada suhu kamar. Persen pencangkokan membran polimer hidrokarbon cukup besar. HDPE relatif Iebih baik dibanding LLDPE dan PP. Sifat-sifat mekanik membran yang dihasilkan cukup baik sehingga bisa diaplikasikan untuk pengolahan limbah B3, namun tidak untuk pubIikasi sel bahan bakar. Penggunaan matriks film fluoropolimer cukup menjanjikan. Di samping karena sifat-sifat mekanik, polimer jenis ini mempunyai sifat-sifat elektrokimia dan ketahanan kimia yang cukup baik. Sehingga membran yang dihasilkan bisa diaplikasikan ke dalam sel bahan bakar. Film PTFE tidak bisa digunakan untuk bahan membran mengingat degradasi yang dialami bahan selama proses radiasi. Sedangkan film ETFE dan cPTFE bisa digunakan untuk aplikasi sel bahan bakar. Film ETFE digunakan untuk sel bahan bakar berjenis DMFC sedangkan film cPTFE untuk sel bahan bakar berjenis PEMFC. Karakterisasi spektrum inframerah menunjukkan bahwa pencangkokan monomer dan gugus sulfonat telah terjadi pada rantai dasar film polimer/kopolimer. Hal ini diperkuat dengan data topografi permukaan menggunakan SEM/TEM dan komposisi unsur-unsur menggunakan EDS. Sedangkan terhadap spektrum difraksi sinar-x memperlihatkan adanya pengurangan derajat kristalinitas terhadap film yang diperlakukan. Dibandingkan dengan membran Nafion maka membran ETFE-g-SS dan CPTFE-g-SS mempunyai karakteristik yang menyerupai Nafion. Bahkan beberapa sifat seperti kapasitas pertukaran ion, konduktivitas proton dan sifat-sifat mekanik relatif lebih baik. Berdasarkan variabel optimum dan hasil karakterisasi bahan dapat disimpulkan bahwa membran yang dihasilkan bisa diaplikasikan untuk pengolahan Iimbah B3 (khusus polimer hidrokarbon) dan untuk aplikasi sel bahan bakar (film ETFE dan film cPTFE).
Lately, the world faces energy crises due to the lack of fuel supply. One of the alternative solutions is diversification on energy field especially which is environment friendly. Fuel cell is electrochemical cell that converses chemical energy directly to electrical energy. There are several advantages using it, such as highly conversion efficiency, renewable fuel, and the most important thing that it is not producing materials which damages the environment. Some of the fuel cell types are polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMC) and Direct Methanol Fuel Cell (DMFC). During the operation, these two fuel cells are using polymer as an electrolyte membrane. The functions of the membrane are to separate reactant and act as means of hydrogen ion transportation. These fuel cells are using Nafion for the membrane. The ability of Nafion for executing those functions mentioned-above has been well proved. But developing PEMFC in advanced is very expensive techno-economically and inefficient because the fuel still follow to cathode room (only for DMFC). So it needs advanced study to get an alternative membrane efficiently and economically. The purpose of this research is to have alternative materials on membrane. This research is actuated by preparing sheets on polymer electrolyte membrane through radiation grafting on a monomer hydrophilic function cluster or other monomer hydrophobic function cluster at a polymer base chain/hydrophobic copolymer. Then through sulfonation process it could be obtained sulfonate groups which could change hydrophobic materials to be hydrophilic and it could be used to conduct ion. The materials that were used on this research were hydrocarbon polymer such as LLDPE, HDPE, and PP (these polymers are easy to rind) and fluoropolymer such as PTFE, ETFE, and cPTFE. cPTFE is a PTFE which has been prepared to tie up crossly. Its monomers were acrylate acid and styrene. In pre-irradiation grafting technique, Polymer/copolymer film was irradiated first to have polymer/copolymer radical and then it was grafted with monomer. Several variables were observed such as pre film matrix, doses and doses rate of radiation, types and concentration of monomer, types of solvent, temperature and time of grafting, and sulfonation condition. Beside those variables, membrane characteristics and membrane applications possibility have also been observed. The result of this research, the condition of optimum membrane preparation can be obtained. The optimum condition of membrane preparation by using hydrocarbon polymer film matrix was radiation doses at 45 kGy, rate of doses at 7 kGy/hour, acrylate acid monomer at 40% volume, temperature at 70°C and time of grafting at 90 minutes. On the other hand, the optimum condition of membrane preparation by using fluoropolymer film matrix was radiation doses at 10 kGy, rate of doses at 1.9 kGy/hour, monomer styrene with 2-propanol solvent at 40% volume, temperature at 70°C and time of grafting at 4 hours. The optimum sulfonation condition was chlorosulfonat acid concentration at 1.25% volume, first temperature at 40°C progressively and then at room temperature. Degree of grafting (DOG) of hydrocarbon polymer membrane grafting was high enough. DOG of HDPE was higher than LLDPE and PP. The characteristic of membrane mechanic was high enough so it can be applied for waste treatment but it can not be applied for fuel cell. Using of fluoropolymer film matrix was quite promising. Beside of mechanical characteristic, this kind of polymer has a good electrochemical characteristic and chemical resistance. So it can be applied to fuel cell. PTFE film can not be used for membrane materials due to the degradation during radiation process. ETFE film and cPTFE can be used for fuel cell apllication. ETFE film was used for fuel cell on DMFC type and GPTFE film for fuel cell on PEMFC type. Characteristic of infrared spectrum showed that monomer grafting and sulfonate groups have been done at polymer/copolymer base chain. lt was strengthened with surface topography data using SEM/TEM and elements composition using EDS. The other hand, x-ray diffraction spectrum showed that there was crystalline degrees decline on the film. lf it is compared to Nafion membrane, characteristic of ETFE-g-SS and cPTFE-g-SS membrane were similar to the Nafion characteristic. ln fact, some characteristics such as ion exchange capacity, proton conductivity and mechanical characteristic were relatively much better. The conclusion of this research is that base on optimum variables and results of material characteristics is the membrane which was produced can be applied to hazardous waste treatment (only hydrocarbon polymer) and fuel cells (ETFE and cPTFE films).
Depok: Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 2006
D675
UI - Disertasi Membership  Universitas Indonesia Library
cover
Andon Insani
Abstrak :
ABSTRAK
Desertasi ini membahas tentang karakteristik Paduan Mg3CoNi2 Sebagai Penyerap Hidrogen. Paduan dibuat dengan metode pemaduan mekanik. Untuk mendapatkan sampel yang optimal telah dilakukan variasi pembuatan sample dengan mengombinasikan rasio berat bola terhadap sampel 1:1 dan 8:1 dengan waktu milling selama 10 menit, 5, 10, 15, 20, 30, 40 dan 60 jam. Peralatan milling adalah konvensional milling dan High Energy Milling SPEX 8000. Dari pengukuran XRD diketahui bahwa semua sampel mengalami oksidasi dengan bertambahnya waktu milling yaitu terbentuknya fasa MgO yang semakin banyak. Untuk mengurangi oksidasi dilakukan teknik pemaduan basah dengan cara menambahkan toluen ke dalam sampel yang akan dimilling. Dari pengukuran XRD diketahui bahwa fasa yang terbentuk sebagian besar adalah Mg2Ni dan sedikit MgNi2 sedangkan fasa Mg2Co dan MgCo2 tidak terbentuk. Hal ini karena energi pembentukan Mg2Co dan MgCo2 lebih besar dari pada pembentukan Mg2Ni dan MgNi2. Fasa Mg2Ni yang terbentuk mengalami penurunan parameter kisi dari 5,22 nm menjadi 4,59 nm dan dari 13,29 nm menjadi 11,72 nm. Dari hasil pengamatan dengan SEM juga menunjukkan pengurangan ukuran partikel dan dari pengamatan dengan SANS menunjukkan penambahan luas permukaan. Kapasitas penyerapan hidrogen terbanyak diperoleh pada sampel yang dimilling selama 40 jam pada temperatur 200_C, yaitu sebesar 3,3 % berat. Keberadaan hidrogen di dalam sampel ditunjukkan dengan terjadinya perubahan ukuran kristal pada sudut 40,95_ dan pada sudut 47,7_. Keberadaan hidrogen dalam sampel juga dibuktikan dengan turunnya intensitas hamburan neutron pada pengamatan dengan menggunakan SANS.
ABSTRACT
This dissertation is discussing about the characteristics of Mg3CoNi2 alloy as a hydrogen storage. The alloy is made by mechanical alloying method. To obtain the optimal sample, a variation making of sample has been done by combining the ball to the sample weight ratio of 1:1 and 8:1 with the milling time of 10 s, 5, 10, 15, 20, 30, 40 and 60 hours. The milling apparatus used is a conventional milling and a High Energy Milling SPEX 8000. From the XRD measurement results it is known that all obtained by dry preparation method sample are oxidized into MgO phase, especially for longer milling time. To reduce the oxidation effects a wet alloying method has been done by adding toluene to the sample to be milled. From the XRD measurement results it is known that the phases formed are mostly Mg2Ni and small amount of MgNi2, while the phases of Mg2Co and MgCo2 are not formed. This is because the energy of Mg2Co and MgCo2 formations are bigger than those for Mg2Ni and MgNi2 formation. The lattice parameters of Mg2Ni formed decrease from 5,22 nm to 4,59 nm and from 13,29 nm to 11,72 nm. From the observation results using SEM the decrease of particle size is also shown and from SANS investigations it is shown that surface area increased with increasing milling time. The highest hydrogen absorption capacity was obtained from 40 hours milled sample at hydriding temperature of 200_C. The presence of hydrogen in the sample is indicated the change of the crystallite size calculated the angle of 40,95_and 47,7_. The presence of hydrogen in the sample is also proven with the decrease of neutron scattering intensity analyzed using SANS.
Depok: 2009
D1369
UI - Disertasi Open  Universitas Indonesia Library
cover
Bagus Hayatul Jihad
Abstrak :
ABSTRAK Guna mendapatkan performa yang optimal selama trayektori terbangnya, nosel roket didesain pada tekanan ambient yang rendah. Akan tetapi, tekanan ambien desain ini dipilih setinggi mungkinuntuk mencegah terjadinya separasi aliran di dalam nosel selama operasi pada sea-level. Tetapi, pada bagian clivergen, aliran akan terseparasi dari dinding selama tekanan ruang bakar, pc, belum mencapai nilai nominalnya. Separasi aliran pada nosel roket sangatlah tidak diharapkan, karena separasi aliran tak simetris dapat menyebabkan timbulnya gaya lateral, yang disebut side-load, yang dapat merusak nosel dan menggagalkan misi secara keseluruhan. Oleh karena itu, separasi aliran dan prediksi teoritisnya telah dan masih menjadi subyek beberapa eksperimen dan studi teoritis. Pada nosel over-ekspansi, aliran terseparasi dari nosel pada rasio tekanan tertentu (tekanan dinding terhadap tekanan ambien). Model dan hipotesis prediksinya telah dikembangkan, baik secara fisik ataupun empiris. Meskipun beberapa keberhasilan korelasi separasi telah dicapai, beberapa ketidakpastian tetap terjadi, yang layak untuk dikaji. Pada penelitian ini, sebuah model dikembangkan untuk mengkaji aliran separasi pada nosel tipe bel. Profil kontur nosel diperoleh dengan sirnulasi program yang dibangun menggunakan software MathCAD dan Matlab menggunakan metoda karakteristik (MOC). Model nosel 2-dimensi tipe bel MLN diperoleh dengan MathCad, yang kemudian divariasikan pada daerah upstream dan downstream throat nosel. Sedangkan model nosel bel MLN axis-simetri dan model nosel bel ideal diperoleh dengan Matlab. Semua model nosel divariasikan pada daerah throat menggunakan standar JPL, Rao dan ONERA. Desain nosel yang terbentuk kemudian divalidasi menggunakan perangkat lunak komersial Fluent, dengan hasil yang memuaskan. Pada penelitian ini juga dirancang kontur nosel bel axis-simetri menggunakan MOC dan axis-simetri parabolik. Usaha ini dilakukan untuk memberikan perbandingan antara nosel 2D dan axis-simetri yang digunakan pada aplikasi roket sebenamya. Semua kontur nosel yang dihasilkan dibandingkan dengan teori isentropik nosel pada rasio ekspansi terhadap fluida kerjanya dan bilangan Mach keluar nosel. Akurasi nosel untuk menghasilkan bilangan Mach yang diinginkan juga dicek. Medan aliran yang terbentuk oleh program, juga dicek menggunakan Fluent. Prediksi fluent digunakan untuk memverivikasi asumsi aliran isentropik yang digunakan untuk menghasilkan bilangan Mach yang diharapkan. Keserasian data yang diperoleh pada rasio ekspansi dan bilanganMach yang diperoleh, mengindikasikan bahwa program yang dibangun cukup akurat. Pola separasi pada masing- masing nosel, dperoleh dengan melakukan komputasi dinamika fluida (CFD). Dengan memvariasikan rasio tekanan (number of pressure ratio/NPR) masing-masing pada NPR=7,825; NPR=3.13; NPR=3.0; NPR=2.5; NPR=2.2; NPR=2.0; NPR=l .8; dan pada NPR=1.6, maka pola separasi untuk masing-masing nosel dapat diperoleh. Untuk membandingkan pola separasi aliran tersebut, dirancang sebuah sistem terowongan angin mini yang didesain hingga kecepatan 2 Mach. Sistem dilengkapi dengan sistem schlieren untuk menangkap gambar separasi dari dalam nosel. Sebuah kamera kecepatan tinggi (high speed camera) digunakan untuk menangkap pola separasi yang terjadi dalam nosel. Pola aliran separasi FSS dan RSS teramati dalam pengujian. Dari titik pola aliran tak-simetri, dapat dihitung besarnya side-load yaang di derita oleh nosel. Nilai yang diperoleh cukup besar, sekitar 20% dari gaya dorong yang dihasilkan pada NPR tersebut atau sekitar 4% dari gaya dorong pada NPR penuh.
ABSTRACT In order to get an optimum performance over the whole flight trajectory, the nozzles are designed for an intermediate ambient pressure. However, this design ambient presstue is chosen high enough to prevent flow separation inside the nozzle during steady-state operation. at sea-level. But in the divergent part of these nozzle, the flow separates from the wall as long as the chamber pressure, pc, has not yet reached its nominal value. Flow separation in rocket nozzle is considered undesirable, because an asymmetry in the tlow separation can caused dangerous lateral forces, the so-called side loads, which may damage the nozzle. Therefore, flow-separation and its theoreticalpredietion have been and still are the subject of several experimental and theoretical studies. In over expanded rocketnozzle, the flow separated fromithe nozzle wall at a certain pressure ratio of wall pressure to ambient pressure. This flow separation and its theoretical prediction have been the subject of several experimental and theoretical studies in the past decades, and models and hypotheses for its prediction have been developed, either physically motivated or purely empirical. Despite the apparent success in correlating separation, several uncertainties still remain which are worthy of investigation. In this research, a model was developed to observe flow separation and its pattern on bell type nozzle. Two types of ironic will conducted, cortical and contour nozzle. The profile of contour nozzle acquired by MathCAD® and Matlab® source code program using method of characteristics (MOC). The 2-D MLN bell type nozzle constructed by MathCad output, then varied in upstream and downstream throat area. The MLN axysimetric constructed by Matlab output program. Both types of nozzle varied by curvature radius of throat using JPL, ONERA standard, and Rao method. The validity of nozzles design checked by commercial CFD software, Fluentm, and satisfied. In this research was also designed an axysimmetric bell contour nozzle using method of characteristic (MOC) and axysimmetric parabolic. This effort conducted to give a comparativeness between 2-dimensioanl nozzle to axysirmnetric one that used in real rocket application. The contours were compared to theoretical isentropic area ratios for the selected fluid and desired exit Mach number. The accuracy ofthe nozzle to produce the desired exit Mach number was also checked. The tlowtield of the nozzles created by the code were independently checked with the commercial Computational Fluid Dynamics (CFD) code FLUENT. FLUENT predictions were used to verify the isentropic flow assumption and that the working fluid reached the user-defmed desired exit Mach number. Good agreement in area ratio and exit Mach number were achieved, verifying that the code is accurate. The flow pattern separation for each nozzle obtained by CFD software simulation. The simulation conducted by varied the number of pressure ratio (NPR): NPR=7,825; NPR=3.13; NPR=3.0; NPR=2.5; NPR.=2.2; NPR=2.0; NPR=1.8; dan pada NPR=1.6 for each nozzle, therefore the pattern can plotted. To compares those flow pattern, a blowdown wind tunnel designed until Mach 2. The system completely with schlieren system for captming separation image in the nozzle as a result of wind tunnel. A high speed camera assigned to capture flow pattern separation. FSS and RSS flow pattern was captured through this experiment. From tmsymrnetrical flow point, the side-load obtained. These side-load is about 20% from thrust tha can produced by the NPR where fhis value obtained or about 4% from full thrust (maximum NPR).
Depok: Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 2009
D1163
UI - Disertasi Open  Universitas Indonesia Library
cover
Myrna Ariati Mochtar
Abstrak :
ABSTRAK Berbagai penelitian dan para peneliti terdahulu terhadap pertumbuhan butir baja terfokus pada kondisi isothermal, sehingga berbagai tinjauan terhadap topik ini terdapat dalam berbagai literatur. Sedangkan berbagai aplikasi proses material, seperti canal panas pengecoran atau tempa berlangsung dalam kondisi non-isoternal. Prediksi pertumbuhan butir mempergunakan persamaan yang didapat secara empris dalam kondisi anil isothermal sehingga terjadi fluktuasi dalam besar butir dan sifat mekanis produk baja. Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi dan mendapatkan pertumbuhan butir austenit dalam kondisi dimana pertumbuhan butirnya setelah dilakukan deformasi canal satu pass, dalam kondisi pendinginan kontinyu. Pendekatan yang digunakan adalah memberikan regangan deformasi canal panas antara O,3-0,4 dengan temperatur pemanasan awal l200°C, dan temperatur deformasi antara 900-1100C dengan kecepatan pendinginan antara 7-12 C/detik dalam rentang waktu rata-rata 30 detik setelah deformasi, kemudian didinginkan cepat ke temperatur ruang. Kecepatan pendinginan direkayasa dengan memasukkan benda iji ke dalam heating jacket dan pendinginan cepat dilakukan dengan water jetspray. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pertumbuhan butir austenit baja setelah proses canal panas dapat digambarkan sebagai fungsi kecepatan pendinginan. Besar butir austenit semakin menurun dengan meningkatnya kecepatan pendinginan. Kinetika pertumbuhan butir austenit non-isotermal didapat dengan melakukan modifikasi matematis persamaan pertumbuhan butir isotermal dengan memasukkan faktor inverse kecepatan pendinginan berpangkat m. Model modfikasi ini dilakukan iterasi dengan hasil eksperimen dan didapat model empris dengan nilai amat mendekati hasil eksperimen, dengan hubungan besar butir austenit yang berbanding terbalik dengan kecepatan pendinganan berpangkat m (1/Cr), dan penambahan konstanta B. Didapat konstanta kecepatan pendinginan m hampir tidak terpengaruh oleh komposisi baja yaitu sekitar 12 sedangkan konstanta B meningkat dari 3,0 x10'° sampai 8 x l0'° dengan peningkatan prosentase Nb, C atau N dalam baja. Model ini dievaluasi dengan perhitungan penumbuhan butir austenit hasil perhitugan matematis berdasarkan persamaan isothermal dan metode additivity. Didapati bahwa model modifikasi memilih nilai besar butir austenit yang amat mendekati perhitugan matematis , dengan nilai konstanta yang relatif sama dengan model matematis . Didapat bahwa perhitungan dengan model empiris non isotermal memiliki deviasix rendah terhadap nilai eksperimen (4-l5%). sehingga lebih tepat untuk memprediksi pertumbuhan butir austenit kondisi non-isotermal.
ABSTRACT Many reviews in the literatures by many previous investigators on the steel grain growth mostly focused for the isothermal condition. At the same time, many of the materials processing such as hot-rolling, casting, and forging take place under non-isothermal conditions. Grain growth prediction uses empirically obtained formula in an isothermal annealing condition; in this instant, there are possibilities that the fluctuation in the predicted grains size and thus in the mechanical properties will occur. The main purpose of this investigation is to evaluate and to obtain austenite grains growth in a non-isothermal condition. The grain growth of three compositions of HSLA-Nb steel, i.e. 0.019; 0.037; and 0.056 wt.% Nb, was examined after single-pass-hot-rolling process under continuous cooling condition. The materials were hot-rolled about 0.3-0.4 at an initial temperature of 1200C, deformation temperature of 900-1100C, cooling rate of 7-12K/s in an average time period of 30 second after deformation, and the quenched to room temperature. Cooling rate was achieved by putting the specimen into a heating jacket and quenching was performed by using a water jetspray. The results show that the austenite grain growth was obtained by modifying isothermal grain growth relation with respect to the inverse factor of cooling rate to the power of m. This modification model was irerated by using experimental data and results in an empirical model with the value very close to the experimental data, in which the austenite grain size inversely proportional to the cooling rate power m (1/Cr) and an additional content of B. It was also found that the cooling rate m was almost not affected by steel composition, which is around 12, whereas the constant of B increases from 3.0 x 10 to 8 x 10 with the increase of Nb, C, or N content in the steel. The model was evaluated by using the austenite grain growth calculation based on isothermal and addivity methods. This model results in the same value as the calculation model with the same constant. The austenite grain growth calculated by modified empirical model was found has small deviation compare to the experiments value (4-15%). Hence, the model is appropriates to be applied to predicts the non-isothermal austenite grain growth after deformation in hot rolling process.
Depok: Fakultas Teknik Universitas Indonesiaa, 2010
D1168
UI - Disertasi Open  Universitas Indonesia Library
cover
Napitupulu, Richard Alfonso Mangaraja
Abstrak :
Banyak penelitian yang telah dilakukan dalam menemukan model yang sesuai bagi pengontrolan dan prediksi dari evolusi mikrostruktur yang terkait dengan sifat mekanik dari baja karbon, diantaranya dengan memprediksi keadaan mikrostruktur selama proses anil, deformasi, dan setelah deformasi. Pada penelitian-penelitian tersebut pengujian yang dilakukan umumnya menggunakan deformasi dengan menggunakan metode kompresi, torsi, dan bending. Oleh sebab itu, pengujian dengan deformasi menggunakan metode tarik menjadi suatu tantangan yang menarik disebabkan gaya yang bekerja pada mesin uji tarik konvensional adalah uni aksial, berbeda dengan metode kompresi, torsi dan bending. Untuk memperoleh analisa deformasi regangan bidang seperti pada metode kompresi, torsi dan bending, maka pada proses uji tarik dilakukan dengan memodifikasi bentuk spesimen agar memenuhi persyaratan uji tarik regangan bidang, melalui pengamatan visual. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh model kinetika pertumbuhan butir ferit pada pengerjaan panas baja karbon dengan menggunakan mesin uji tarik. Awalnya material dipanaskan sampai temperatur 900oC, kemudian dideformasi masing-masing pada temperatur 750oC, 800oC dan 850oC, dengan laju regangan 0,1 per detik. Setelah dideformasi dilakukan pendinginan udara. Hasil tarik panas tersebut memperlihatkan kecenderungan pertumbuhan butir yang sama dengan model empiris dan mampu menghasilkan ultra fine ferrite grain dan butir nano. Adapun model kinetika pertumbuhan butir ferit yang diperoleh dari pemodelan variabel proses uji tarik panas sudah sesuai dengan hasil pengamatan dengan tingkat kesalahan sepuluh persen dan berada dibawah model prediksi lainnya. Adapun model persamaan empiris besar butir ferit yang diperoleh dalam penelitian ini adalah Agar lebih sempurnanya model tersebut, maka perlu dilakukan validasi dengan menggunakan canai panas dengan kondisi dan parameter yang sama dengan uji tarik. Dari hasil validasi dapat diamati bahwa model uji tarik panas tersebut menghasilkan besar butir dan kecenderungan yang berbeda dengan hasil canai panas. Namun besar butir ferit dan kecenderungan dari hasil canai panas tersebut dapat didekati dengan menggunakan uji tarik panas regangan bidang melalui formula. Dengan adanya formula ini, maka diharapkan evolusi mikrostruktur selama proses canai panas dapat diamati di laboratorium yang hanya memiliki mesin uji tarik. ......Many researchs has been done in finding a suitable model for the control and prediction of microstructural evolution associated with the mechanical properties of carbon steel, such as by predicting the state of microstructure during the annealing process, deformation, and after deformation. In these studies generally use the tests performed using the method of compression deformation, torsion, and bending. Therefore, testing deformation using the tensile method to be an interesting challenge due to the force acting on a conventional machine is the uniaxial tensile test, in contrast to the method of compression, torsion and bending. To obtain the plane strain deformation analysis such as happen on compression, torsion and bending, could be done by modifying the tensile test specimens in order to meet the requirements of plane strain tension, through visual observation. This study aims to obtain a model of ferrite grain growth kinetics in the hot working of carbon steel by using a tensile testing machine. Initially the material was reheating to a temperature of 900oC, respectively and then deformed at temperatures 750oC, 800oC and 850oC, with strain rate 0.1/s. Cooling air was done after deformed. Hot tensile results showed the same grain growth tendency with the empirical model and capable to producing ultra-fine ferrite grains and nano grain. The ferrite grain growth kinetics model obtained from the modeling of the hot tensile test variables are in accordance with the results of observations with a standard error of ten per cent and under the other prediction models. The empirical equation model of the ferrite grains obtained in this study is To be more perfect model, it is necessary to validate the use of hot rolled to the conditions and parameters of the tensile test. From the results of validation, it can be observed that the hot tensile model results the different grain size and tendency from the results of hot rolled. However, the ferrite grain size and the tendency of hot rolled result can be approximated by using the plane strain hot tensile test through the formula. Given this formula, it is expected that the evolution of microstructure during hot rolled process can be observed in the laboratory which only has a tensile test machine.
Depok: Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 2012
D1261
UI - Disertasi Open  Universitas Indonesia Library
cover
Mochamad Zainuri
Abstrak :
Paduan alumunium merupakan material yang sangat luas penerapannya sebagai material struktural khususnya untuk teknologi dirgantara dan otomotif. Permasalahan utama pada pembuatan komposit Al-SiCp adalah kemampubasahan yang rendah antara matrik Al terhadap penguat SIC yang dibuat pada proses temperatur rendah. Pada penelitian ini partikel SiC dilapisi dengan AlMg-oksida yang diperoleh dengan proses electroless plating di dalam larutan elektrolit HNO3 (68%) dalam dua macam larutan elektrolit yang masingmasing berbeda konsentrasi Mg nya (0,0008 mol dan 0,01 mol) dan konsentrasi Al dibuat tetap 0,018 mol. Semua komposit Al-SiCp divariasi fraksi volume silikon karbida (Vf = 10, 20, 30 dan 40%) dan proses pembentukan green density dilakukan dengan gaya kompaksi sebesar 15 kN dalam arah tunggal dilingkungan atmosfir. Masing-masing komposisi Al-SiCp disinter dengan temperatur sinter bervariatif 500, 550 dan 600°C dan waktu tahnnya bervariatif 2, 4 dan 6 jam dalam lingkungan vakum. Sampel komposit dengan kandungan konsentrasi pelapisan Mg (0,0008 mol) atau sama dengan 0,02 gr Mg dikodekan dengan Al-SiCp(0,02), sedangkan yang konsentrasi Mg (0,01 mol) sama dengan 0,35 gr Mg dikodekan dengan Al-SiCp(0,25). Pada pengamatan mikrostruktur menunjukkan konsentrasi cairan elektrolit dengan konsentrasi Mg (0,0008 mol) yang digunakan dalam pelapisan permukaan artikel SiC lebih homogen membentuk oksida logam pada permukaan partikel SiC dibandingkan menggunakan elektrolit dengan konsentrasi Mg(0,01 mol ) yang lebih tinggi. Pengaruh peningkatan fraksi volume penguat menunjukkan kecenderungan peningkatan kerapatan dan penurunan porositas pada komposit Al-SiCp. Berdasarkan pengamatan dan analisa pada sampel uji Al-SiCp(0,02) semua komposisi, perlakuan temperatur sinter dan waktu tahannya menunjukkan sifat mekanik dan fisis yang lebih baik dibanding dengan komposit Al-SiCp(0,25). Data modulus elastisitas pada komposit Al-SiCp(0,02) yang diperoleh dengan kandungan fraksi volume penguat 10-40% mengindikasikan ikatan antar permukaan yang baik antara matrik dan penguatnya, dimana pada daerah antarmukanya terbentuk fase spinel yang berperan sebagai pengikat antara matrik Al dan penguat SiC. Pada Al-SiCp(0,25) banyak ditemukan fasa alumunium karbida yang bersifat distruktif, karena dapat menurunkan aspek kebasahan antara matrik dan penguat pada komposit isotropik Al-SiCp. ......Aluminum alloy is a material, which its used widely as a structural material especially in the materials aerospace and automotive. The main problem of a Al-SiCp composites produce it has low wettability interaction interfacial between Al and SiC, if the composites have made in low temperature. In these research SiC particles were coated with AlMg-oxide film obtained by electroless plating in liquid electrolyte HNO3 (68%), and liquid electrolyte made two kind which of each difference Mg concentrations (0,008 mole and 0, 01 mole) and a concentration Al have made constant is 0,018 mole. All of Al-SiCp composites have varieties volume fractions of the silicone carbide reinforcement (Vf = 10, 20, 30 and 40 %) and they were produced under identical conditions of the same single pressing 15 kN in atmospheric behavior to make green density, also they have varieties holding time and temperature sintering. The each of the four Al-SiCp composition were sintered at three different temperatures namely 500, 550,600°C for holding time are 2, 4, 6 hours in vacuum condition. The composite sample with coating concentration of Mg (0,0008 mole) or equivalent with Mg(0,02 gr) is code by Al-SiCp(0,02) and Mg (0,01 mole) equivalent with Mg (0,25 gr) is code by Al-SiCp(0,25). Microstructural investigations show that on the surface of SiC particles is coated by electrolyte liquid with low concentration Mg (0, 0008 mole) more homogenous formatting of metal oxide on surface SiC particles than electrolyte with high concentration Mg(0,01 mole). The effect of increasing volume fraction of reinforcement have shown tend to increase density and decrease porosity of the composites. Base on observation and analysis in the sample have shown all of the Al-SiCp (0,02) composites in all of volume fraction, sintering and holding time sinter more better mechanical and physical properties than Al-SiCp(0,25) composites. Elastic modulus data obtained composites Al-SiCp(0,02) containing a volume fraction reinforcement 10 to 40 % indicate better interfacial bounding between matrix and reinforcement, where in these composition in interfacial between Al and SiC formatting spinel phase which it have capability to increase of the bonding particles. The Al-SiCp(0,25) composites have found many alumunium carbide in the interfacial bounding between Al and SiC, which it is can decrease wetability between Al and SiC on isotropic Al-SiCp composites.
Depok: Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 2009
D932
UI - Disertasi Open  Universitas Indonesia Library
cover
Bagus Hayatul Jihad
Abstrak :
ABSTRAK Guna mendapatkan performa yang optimal selama trayektori terbangnya, nosel roket didesain pada tekanan ambient yang rendah. Akan tetapi, tekanan ambien desain ini dipilih setinggi mungkin untuk mencegah terjadinya separasi aliran di dalam nosel selama operasi pada sea-level. Tetapi, pada bagian divergen, aliran akan terseparasi dari dinding selama tekanan ruang bakar, pc, belum mencapai nilai nominalnya. Separasi aliran pada nosel roket sangatlah tidak diharapkan, karena separasi aliran tak simetris dapat menyebabkan timbulnya gaya lateral, yang disebut side-load, yang dapat merusak nosel dan menggagalkan misi secara keseluruhan. Oleh karena itu, separasi aliran dan prediksi teoritisnya telah dan masih menjadi subyek beberapa eksperimen dan studi teoritis. Pada nosel over-ekspansi, aliran terseparasi dari nosel pada rasio tekanan tertentu (tekanan dinding terhadap tekanan ambien). Model dan hipotesis prediksinya telah dikembangkan, baik secara fisik ataupun empiris. Meskipun beberapa keberhasilan korelasi separasi telah dicapai, beberapa ketidakpastian tetap terjadi, yang layak untuk dikaji. Pada penelitian ini, sebuah model dikembangkan untuk mengkaji aliran separasi pada nosel tipe bel. Profil kontur nosel diperoleh dengan sirnulasi program yang dibangun menggunakan software MathCAD dan Matlab menggunakan metoda karakteristik (MOC). Model nosel 2-dimensi tipe bel MLN diperoleh dengan MathCad, yang kemudian divariasikan pada daerah upstream dan downstream throat nosel. Sedangkan model nosel bel MLN axis-simetri dan model nosel bel ideal diperoleh dengan Matlab. Semua model nosel divariasikan pada daerah throat menggunakan standar JPL, Rao dan ONERA. Desain nosel yang terbentuk kemudian divalidasi menggunakan perangkat lunak komersial Fluent, dengan hasil yang memuaskan. Pada penelitian ini juga dirancang kontur nosel bel axis-simetri menggunakan MOC dan axis-simetri parabolik. Usaha ini dilakukan untuk memberikan perbandingan antara nosel 2D dan axis-simetri yang digunakan pada aplikasi roket sebenamya. Semua kontur nosel yang dihasilkan dibandingkan dengan teori isentropik nosel pada rasio ekspansi terhadap fluida kerjanya dan bilangan Mach keluar nosel. Akurasi nosel untuk menghasilkan bilangan Mach yang diinginkan juga dicek. Medan aliran yang terbentuk oleh program, juga dicek menggunakan Fluent. Prediksi fluent digunakan untuk memverifikasi asumsi aliran isentropik yang digunakan untuk menghasilkan bilangan Mach yang diharapkan. Keserasian data yang diperoleh pada rasio ekspansi dan bilanganMach yang diperoleh, mengindikasikan bahwa program yang dibangun cukup akurat. Pola separasi pada masing- masing nosel, dperoleh dengan melakukan komputasi dinamika fluida (CFD). Dengan memvariasikan rasio tekanan (number of pressure ratio/NPR) masing-masing pada NPR=7,825; NPR=3.13; NPR=3.0; NPR=2.5; NPR=2.2; NPR=2.0; NPR=l .8; dan pada NPR=1.6, maka pola separasi untuk masing-masing nosel dapat diperoleh. Untuk membandingkan pola separasi aliran tersebut, dirancang sebuah sistem terowongan angin mini yang didesain hingga kecepatan 2 Mach. Sistem dilengkapi dengan sistem schlieren untuk menangkap gambar separasi dari dalam nosel. Sebuah kamera kecepatan tinggi (high speed camera) digunakan untuk menangkap pola separasi yang terjadi dalam nosel. Pola aliran separasi FSS dan RSS teramati dalam pengujian. Dari titik pola aliran tak-simetri, dapat dihitung besarnya side-load yaang di derita oleh nosel. Nilai yang diperoleh cukup besar, sekitar 20% dari gaya dorong yang dihasilkan pada NPR tersebut atau sekitar 4% dari gaya dorong pada NPR penuh.
ABSTRACT In order to get an optimum performance over the whole flight trajectory, the nozzles are designed for an intermediate ambient pressure. However, this design ambient presstue is chosen high enough to prevent flow separation inside the nozzle during steady-state operation. at sea-level. But in the divergent part of these nozzle, the flow separates from the wall as long as the chamber pressure, pc, has not yet reached its nominal value. Flow separation in rocket nozzle is considered undesirable, because an asymmetry in the tlow separation can caused dangerous lateral forces, the so-called side loads, which may damage the nozzle. Therefore, flow-separation and its theoreticalpredietion have been and still are the subject of several experimental and theoretical studies. In over expanded rocketnozzle, the flow separated fromithe nozzle wall at a certain pressure ratio of wall pressure to ambient pressure. This flow separation and its theoretical prediction have been the subject of several experimental and theoretical studies in the past decades, and models and hypotheses for its prediction have been developed, either physically motivated or purely empirical. Despite the apparent success in correlating separation, several uncertainties still remain which are worthy of investigation. In this research, a model was developed to observe flow separation and its pattern on bell type nozzle. Two types of ironic will conducted, cortical and contour nozzle. The profile of contour nozzle acquired by MathCAD® and Matlab® source code program using method of characteristics (MOC). The 2-D MLN bell type nozzle constructed by MathCad output, then varied in upstream and downstream throat area. The MLN axysimetric constructed by Matlab output program. Both types of nozzle varied by curvature radius of throat using JPL, ONERA standard, and Rao method. The validity of nozzles design checked by commercial CFD software, Fluentm, and satisfied. In this research was also designed an axysimmetric bell contour nozzle using method of characteristic (MOC) and axysimmetric parabolic. This effort conducted to give a comparativeness between 2-dimensioanl nozzle to axysirmnetric one that used in real rocket application. The contours were compared to theoretical isentropic area ratios for the selected fluid and desired exit Mach number. The accuracy ofthe nozzle to produce the desired exit Mach number was also checked. The flowfield of the nozzles created by the code were independently checked with the commercial Computational Fluid Dynamics (CFD) code FLUENT. FLUENT predictions were used to verify the isentropic flow assumption and that the working fluid reached the user-defmed desired exit Mach number. Good agreement in area ratio and exit Mach number were achieved, verifying that the code is accurate. The flow pattern separation for each nozzle obtained by CFD software simulation. The simulation conducted by varied the number of pressure ratio (NPR): NPR=7,825; NPR=3.13; NPR=3.0; NPR=2.5; NPR.=2.2; NPR=2.0; NPR=1.8; dan pada NPR=1.6 for each nozzle, therefore the pattern can plotted. To compares those flow pattern, a blowdown wind tunnel designed until Mach 2. The system completely with schlieren system for captming separation image in the nozzle as a result of wind tunnel. A high speed camera assigned to capture flow pattern separation. FSS and RSS flow pattern was captured through this experiment. From unsymmetrical flow point, the side-load obtained. These side-load is about 20% from thrust that can produced by the NPR where this value obtained or about 4% from full thrust (maximum NPR).
Depok: Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 2009
D970
UI - Disertasi Open  Universitas Indonesia Library